多用DC-DC/LDO/Reset復合電路應用

隨著便攜式電子產品的多功能化，其對供電要求的多樣化越來越突出，同時便攜式產品也對整機的體積提出了越來越苛刻的要求，相應地對這類產品的電源管理芯片也提出了封裝體積小、多種電源變換為一體的要求。各種電源管理芯片廠家在這種情況下，陸續推出了相應產品。本文以Ricoh公司R5210x系列DC-DC/LDO/Reset復合電路為例，介紹此類芯片的情況。

圖1  R5210X典型應用電路

圖2  內部框圖

R5210x系列是以CMOS制程為基礎制作的一款多電源管理芯片。在SOT-23-6包封內整合了一個具有輸出電壓范圍為1.5~3.3V，輸出電流能力為500mA的DC-DC降壓器，一個輸出電壓范圍為2.5~3.6V，輸出電流能力為200mA的LDO，在輸出電流為100mA時，其最低允許壓差低達0.2V，同時也整合了一個輸出電壓范圍為3.0~4.5V、可由客戶指定輸出電壓值的電壓檢測器（復位器）。為節省使用成本，R5210x只需很少的外圍器件即可構成完整的功能。
典型應用電路如圖1所示，其內部框圖如圖2所示。
片內DC-DC降壓器的振蕩頻率為800kHz，該頻率提供了開關損耗和更小外接電感器之前的最佳折衷。在現代MOS工藝下，振蕩頻率如果超過1MHz，則MOS管基極電容損耗將會變得很大，會影響到小功率輸出時的整個DC-DC轉換效率，但如果振蕩頻率過低,也會導致輸出電感器的體積增大。試驗證明,在500kHz~1MHz之間的振蕩頻率在目前的工藝下輸出中等功率，具最佳性價比。R5210x的功率MOS管內置方式DC-DC為用戶節省了外接MOS管，使用戶的使用成本下降，且片內功率MOS管的導通電阻低達0.4Ω，使得所構成的DC-DC降壓器具有近90%的轉換效率。
片內所包含的LDO部分，在輸出電壓3.3V左右時，其最大輸出電流高達250mA以上（標稱值為200mA）。在300mA左右時具有過流保護能力，其保護曲線呈撇形，即輸出電壓與輸出電流同時減小，從而達到將片上損耗控制在安全區內的目的。該保護電路當負載大幅度變化時，芯片仍可工作于安全區，大大提高了芯片的耐受沖擊能力。
片內低壓檢測芯片，允許用戶在構成系統時，以高于3%的精度得到片內附帶延時輸出的電壓檢測器。
在SOT-23-6封裝下，R5210x擁有了DC-DC/LDO/Reset功能塊，在其小體積中，具有很大的輸出能力。R5210x可以廣泛應用于CD激光唱機、DVD驅動器、便攜式DVD、多功能手機、高檔PDA、部分數碼相機，以及更廣泛的電池驅動手持設備中。■